3个灯顺序发光与闪烁停止的PLC控制实例分析

    1．内容与要求    按下动合按钮SB1后，红灯发光；3s后熄灭，黄灯开始以1次／s的频率闪烁，黄灯闪烁5次后熄灭，绿灯开始以1次／s的频率闪烁；绿灯闪烁6次后熄灭。要求：当按下动合按钮SB2时，运行停止，再按SB1可重新运行。    2．学习重点    1)了解具有步进块清除功能的指令“SCLR”的运用方法。    2)了解具有驱动步进过程脉冲执行型的指令“NSTP”的运用方法。    3)学会步进程序的正常停止控制与再启动的方法。    4)掌握在步进程序中实现1个灯闪烁与闪烁次数的控制。    5)继续学习步进程序的编写与输入。    3．实训步骤    (1)认识块清除指令“SCLR”  块清除指令“SCLR”具有对所设定范围内的多个步进过程清除的功能。“SCLR”的指令格式如图5-6所示。
    图5-6    “SCLR”的指令格式    注：X1接通后，“SCLR”指令将在D1．~D2．范围内的步进过程进行清除    [ D1.]与[D2．]的要求：    1)被“SCLR”清除的只能是步进过程。    2)若[ D1.]的编号小于[D2.]的编号，即将在[D1．]~[D2．]内的步进过程进行清除。    3)若[ D1.]元件编号比[D2.]元件编号要大，则只清除[D1.]编号的步进过程。    4)若[D1．]元件与[D2.]元件编号相同，就只对[D1．]（或[D2.]）元件清除。    (2)认识步进控制指令“NSTP”  步进程序的运行控制使用“NSTP”指令，其功能见表5-6。    表5-6    “NSTP”指令功能表
    “NSTP”指令一般不和送电初始脉冲特殊内部继电器R9013一起来启动步进过程，而直接用输入继电器“X”作启动首个步进过程。如图5-7所示“NSTP”和“SCLR”指令运用的举例。当X0= ON时，步进过程20~100被全部清除。
    图5-7    “NSTP”和“SCLR”指令运用的举例    (3)指令“NSTP”和“NSTL”  它们用编程软件输入的方法是一样的，而指令“SCLR”的输入方法见表5-7。    表5-7    指令“SCLR”的输入方法
    (4) PLC的I/O分配与接线PLC的I/O分配见表5-8。    表5-8    PLC的I/O分配
    请根据表5-8完成PLC的I/O接线。    (5) PLC程序的编写步进过程转移图（供参考）如图5-8所示。    图5-8所示程序中的“程序口”标志是表示输入程序的顺序。    (6)步进梯形图程序和指令程序步进梯形图程序与指令程序如图5-9所示。    (7)程序的执行与调试按图5-9编写步进梯形图程序或指令程序，传送到PLC执行，并进行程序调试，直至满足以下的控制要求：按下启动按钮SB1，红灯发光3s→红灯熄灭，黄灯以1次／s的频率闪烁5次→黄灯熄灭，绿灯以1次/s的频率闪烁6次，绿灯熄灭后停止运行，转入待机状态；若在运行过程中按下停止按钮SB2，灯全部熄灭，运行停止。按启动按钮SB1可重新运行。    4．分析与思考    (1)步进程序的过程转移条件设定  在步进程序中，步进过程间的转移是有条件的，只有在满足转移条件后，步进过程才能发生转移，这也是设备按工序顺序运行的保证。步进过程的转移条件有多种不同的控制，如在图5-9所示的步进程序中，初始步进过程0的转移用启动按钮控制，红灯发光步进过程20的转移用时间控制，黄灯和绿灯的闪烁步进过程的转移用计数来控制。可见，步进程序的步进过程转移控制有开关、按钮、传感器触点等硬触点，也有内部继电器触点、定时器触点、计数器触点等软触点，而且这些触点亦可组成串联、并联等复合控制。若出现并联块或串联块等较复杂的转移条件时，可用如图5-10所示的方法进行等效处理。
    图5-8    步进过程转移图    (2)在初送电时使用R9013驱动初始步进过程的原因。初始步进过程是为了使步进程序更好地被利用所定义的，一般把第一个步进过程叫做初始步进过程，编号为0~9，剩下的叫做运行步进过程。很多书上对松下的步进程序讲解都不多，一般都不会用R9013来驱动一个步进过程，都是直接用外部输出继电器X和“NSTP”指令作启动第一个步进过程，但这样的做法会大大制约步进程序的功能，如图5-11所示。
    图5-9    步进梯形图程序与指令程序    a)步进梯形图程序b）指令程序
    图5-10    并联块转移条件的等效处理
    图5-11    使用初始步进过程的好处    在图5-11中，图5-11a为一般使用步进程序的方法，是直接用启动控制按钮X0和“NLTP”指令驱动首个步进过程1，然后程序就根据要求运行下去，到了最后的步进过程3完成后就自行清除，不再回到步进过程1中。这样做是可以，但是存在的问题是在启动后，步进过程在运行过程中因失误又一次按下启动按钮X1，那么首个步进过程1又被驱动，步进程序就会乱了。而图5-11b使用了R9013在初送电时驱动首个步进过程0（初始步进过程），启动控制按钮X0作为转移到步进过程20（运行步进过程）的条件，到了最后的步进过程25完成后就回到初始步进过程0等待下次的启动，显然多次按下启动按钮X0也不会使程序出乱，因为必须要运行停止后才能再次启动。在以后学习到单周期运行和连续运行时，就更能体现出使用R9013作初送电时驱动初始步进过程的好处。    初始步进过程的作用是对步进程序进行初始化处理，但也可以利用初始步进过程执行实训任务，如图5-9所示的步进程序就利用了初始步进过程对计数器复位。可见，程序运行到初始步进过程后就会停止进入待机状态。在以后的实训中，我们还会利用初始步进过程设置设备待机条件（原点条件）以及原点指示等。    (3)计数器在步进过程中的运用在本实训任务中，灯的闪烁都是用R901C产生的时钟脉冲实现的，因此要用计数器对R901C的脉冲次数进行计数，并用计数器触点作转移条件。为了保证灯2和灯3完成规定的闪烁次数才发生步进过程转移，计数器设定值应比闪烁次数多1，如图5-8和图5-9所示的两个程序中，绿灯要闪烁6次，计数器设定值就要设定为7，在R901C第7次脉冲发出时步进过程才转移。    计数器属于两路控制的软元件，一路控制计数，另一路控制复位。在步进程序中直接使用会大大地限制了步进程序的顺序控制，因此应使用内部继电器或其他软元件作间接的控制，把计数器的控制程序放在步进程序以外，当哪个步进过程需要使用计数器计数或复位，就在那个步进过程中设置一个内部继电器进行计数器的控制。    (4)“SCLR”指令和高级指令与栈指令的运用  从本实训任务程序中可以发现编写“SCLR”指令和“NSTP”指令时用到了栈指令，包括高级指令也是一样。不需要知道为什么要用栈指令，只要需要知道这么输入就可以了，图5-12所示是“SCLR”指令和高级指令与栈指令之间的运用。
    图5-12    “SCLR”指令和高级指令与栈指令之间的运用